构造地质学讲稿 - 图文 联系客服

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2)褶曲在平面上的组合类型

平行状褶曲:由一系列背斜和向斜相间平行排列而成,显示区域性水平挤压特征(图16)。

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分枝状褶皱:一个主褶皱沿其延伸方向分为若干个分枝小褶皱(图17)。

帚状褶皱:相间排列的系列背斜和向斜,在其一端收敛,另一端散开,平面上形如扫帚,是由区域性水平旋扭造成的(图18)。

弧状褶皱:单个或一系列褶曲成明显的弧状弯曲排列,由区域性不均匀水平挤压造成(图19)。

雁行式褶皱:一系列短轴褶曲按其轴线成斜列式分布,是由区域性水平力偶作用形成的(图20 )。

㈢断裂构造

当应力达到岩石的破裂强度时,岩石将发生破裂变形,形成所谓断裂构造。断裂构造有两类,即节理(裂缝)和断层。节理(裂缝)是指断裂面两侧的岩石无明显相对位移的断裂构造。断层则是断面两侧岩石沿断裂面发生了显著位移的断裂构造。断裂构造广泛分布于地壳中,它可以成为油气运移通道,也可以作为油气的储集空间。

1.节理(裂缝) ⑴节理的分类

自然界中岩石的节理是多种多样的,有的节理是岩石在成岩过程中形成的,如玄武岩中的柱状节理,这种节理称为原生节理。有的节理是在外力的作用下形成的,如岩石受温差风化、冰劈作用在岩石表面造成的节理,称为非构造节理。而岩石受地应力作用产生的裂缝,则称为构造节理。构造节理往往与褶皱和断层紧密相伴,在成因上有密切联系,分布有一定的规律性。对于构造节理有两种分类方法,一是根据其与组成褶皱构造的岩层产状关系分为走向节理、倾向节理、斜向节理和顺层节理;根据它与褶皱枢纽的关系分纵节理、横节理。二是按节理形成的力学性质分剪节理和张节理。剪节理是由剪应力作用产生的,常组成良好的共轭“X”型,产状稳定、延伸远、节理面光滑,切穿砾石而过。而张节理是由张应力作用而产生的,产状不稳定、延伸不远、节理面粗糙、两壁张开,往往被其它矿脉充填。

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⑵节理与褶皱的关系 构造节理与褶皱、断层紧密相伴,是受其控制的派生构造,现简单介绍褶皱形成过程中的伴生节理:

1)褶皱形成前的节理

当原始水平岩层受到水平方向的侧向挤压时,会场产生一系列构造变形。在未形成褶皱之前,在岩层面上会形成一组共轭“X”型剪节理,节理面垂直岩层面,走向与主应力成45o角斜交,这种节理叫早期平面“X”型剪节理。与此同时,还可形成与挤压方向平行的早期横张节理(图21上)。

2)褶皱形成初期的节理

在水平侧向挤压形成褶皱的初期,在褶皱转折端顶部会形成平行褶皱枢纽(垂直主应力)方向的纵张节理及层间剪节理,纵张节理垂直于岩层面,呈上宽下窄的楔形,层间剪节理平行于层面(图21下)。

3)褶皱形成后期的节理

褶皱形成后期,水平侧向挤压力与岩层面不再平行,而成一定的角度,此时在横剖面上会产生一组“X”型剪节理,它与岩层面的交线平行于褶皱的枢纽方向,其走向也平行于褶皱的枢纽方向(图21中)。

2.断层

⑴断层的要素

断层的基本组成部分称断层的要素,它包括断层面、断盘及反映断层空间位移的断距(图22)。

1)断层面:岩体被断开,发生错动的破裂面,称为断层面。断层面在局部可以是平坦的,但通常是不规则的, 波状起伏的。多数断层,特别是大断层,其断层面并不是一个单一的“面”,而是一个“带”。这个带由一系列密集的破裂面组成,沿破裂面方向分布着搓碎的岩屑、岩块而成为断层带或断层破碎带。断层带的水平宽度从数厘米到上百米。一般来说,

断层规模愈大、发展的时间愈长,断层带愈宽。断层面与地面的交线称断层线,断层线可以是直线,也可以是曲线。断层线的平面形态受地形、断层面产状的影响,可用“V”型法则,根据断层线的形态,判断断层面的产状。

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2)断盘:断层面两侧沿断层面发生位移的岩体叫断盘。当断层面倾斜时,断层面上方的岩体称为上盘,下方的岩体称为下盘。按其运动方向,相对上升的一盘称为上升盘,相对下降的一盘称为下降盘。

3)断距:断盘相对移开的距离叫断距。其中两盘同一点断开后的实际距离称总滑距。总滑距在断层走向线上的分量叫走向滑距,在断层倾向线上的分量叫倾向滑距。实际工作中断开后的同一点很难确定,通常用断开后同一层的相对位移来计算断距。其中断层两盘断开层之间的垂直距离叫地层断距,对应层之间的铅直距离叫铅直地层断距,而对应层之间水平错开叫水平断距(图23)。

⑵断层的主要类型

断层的分类有几何法和成因法,但主要采用几何分类法。当根据断层的走向与岩层的走向关系平行还是垂直进行分类时,可分为走向断层、倾向断层。当根据断层走向与褶曲轴向的关系是基本一致,还是近于直交或斜交进行分类时,可分纵断层、横断层和斜断层。但现场常用的是根据断层两盘的相对位移关系,分以下类型:

1)正断层:上盘相对下降,下盘相对上升的断层(图24A),主要是由区域水平

拉伸背景下的重力作用引起的,断层面倾角一般较陡,常在45以上。

根据正断层形成过程中其断层面和两侧岩层面是否发生旋转可分为四种: ①非旋转平面式正断层

断层面和岩层面为平面,均未发生旋转,仅有正向倾滑(图25)。 ②旋转式平面正断层(掀斜断层)

在断层的演化过程中,断块体(包括断层面及上下断盘)绕平行断层走向的水平轴在剖面上发生整体旋转,而断层面仍保持平面形态(图26)。

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